Фамилия Сатрутдинова — редкий случай в русском ономастиконе, где арабское имя, пройдя через тюркскую языковую среду, получило русский патронимический суффикс. Основа фамилии — мужское имя Сатрутдин (варианты: Садрутдин, Садретдин), которое восходит к арабскому «садр ад-дин» — «грудь (то есть опора, средоточие) веры». В исламской традиции такие имена-композиты с компонентом «ад-дин» (религия, вера) давали в знак благочестия: Нурутдин (свет веры), Шамсутдин (солнце веры), Гибадулла (раб Аллаха).

Словообразовательная модель Сатрутдинова проста: к основе Сатрутдин (с тюркским оглушением начального «с» и переходом «д» в «т» в потоке речи) добавлен русский суффикс -ов-, указывающий на принадлежность («чей?» — сын Сатрутдина). Женская форма на -а — стандартная для фамилий, закрепившихся в русской паспортной системе. Мужской вариант — Сатрутдинов.

Географически фамилия привязана к регионам Поволжья и Урала, где исторически проживают татары и башкиры. В татарской среде имя Садретдин (Сатретдин) было распространено, а с переходом к фамилиям в XIX — начале XX века оно оформилось через русскую административную машину. Именно поэтому в фамилии сохранился тюркский фонетический облик (Сат- вместо Садр-), а не книжный арабский.

В отличие от многих фамилий на -ов, которые образованы от прозвищ или профессий, Сатрутдинова — чисто патронимическая. Предки носительницы этой фамилии были, скорее всего, крестьянами или мещанами из татарских или башкирских деревень, а её основатель — человеком, которого в общине знали под именем Сатрутдин. Никакого прозвищного или сословного подтекста здесь нет, только указание на отца. Встречаются и однокоренные варианты — Садрутдинов, Сатретдинов, что связано с разными диалектными произношениями и записями в метрических книгах.